[发明专利]准单晶硅的制备炉及制备方法

权利要求书

1.一种准单晶硅的制备炉，其特征在于，包括：

炉体、夹持机构、支撑杆、冷却管路、坩埚、石墨块、升降机构、加热装置和保温壁；其中，

所述坩埚设置在所述炉体内的底部，所述坩埚底部通过所述石墨块设置在伸出至所述炉体外的所述升降机构上；

所述坩埚外周设置所述加热装置，所述加热装置与所述炉体内壁之间设置所述保温壁；

所述夹持机构通过所述支撑杆设置在所述坩埚上方的所述炉体内，所述夹持机构与伸出至所述炉体外的所述冷却管路连接。

2.如权利要求1所述的制备炉，其特征在于，所述夹持机构包括：

夹持台和夹持罩；其中，

所述夹持罩罩设在所述夹持台底部的夹持端的外面；所述夹持罩设有伸出单晶籽晶的开口。

3.如权利要求2所述的制备炉，其特征在于，所述夹持罩通过螺纹连接罩设在所述夹持台底部的夹持端的外面。

4.如权利要求2所述的制备炉，其特征在于，所述夹持台内部设有冷却通道，所述冷却通道与所述冷却管路连接。

5.一种准单晶硅的制备方法，其特征在于，采用权利要求1～4任一项所述的制备炉，制备炉的夹持机构上夹持单晶籽晶，坩埚内设置硅粒；

该方法包括以下步骤：

炉体预热：将制备炉的炉体内抽真空至0.8～1.2MPa，通过加热装置将炉体内加热至1100～1300℃进行预热，预热7～9小时；

硅熔化：通过加热装置使制备炉的坩埚内升温至1500℃，使坩埚内设置的硅粒熔化成硅液，熔化时间为5小时，形成硅液的过程中对炉体进行充气保护；

晶体生长：通过制备炉的升降机构将坩埚缓慢升起使其表面与夹持机构夹持的单晶籽晶接触，并通过夹持机构连接的冷却管路对单晶籽晶冷却，硅液沿着单晶籽晶晶向开始生长；生长过程中，向炉体内持续充入保护气体，控制加热装置的加热量使炉体内温度保持在1350～1450℃，直至生长过程完成；

退火：控制加热装置，使制备炉的炉体内温度从1400℃降至1000℃，退火时间4.5～5.5小时，退火过程中持续充入保护气体；

冷却：控制加热装置，使制备炉的炉体内温度从1000℃降至室温，冷却时间为5.5～6.5小时，冷却后即完成准单晶硅的制备。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对炉体进行充气保护为：向炉体内充入掺氢气的高纯氮气作为保护气体。